Подбор проводов, кабелей
Немного о терминах..
Изолированная жила — токопроводящая жила, покрытая изоляцией.
Изоляция. Сплошная изоляция — изоляция в виде сплошного слоя диэлектрика (пластмассы, резины и др.). Двухслойная изоляция — сплошная изоляция, состоящая из двух слоев однородных или разнородных диэлектриков.
Кабельное изделие — электрическое изделие, предназначенное для передачи по теме электрической энергии, электрических сигналов информации или служащее для приготовления обмоток электрических устройств, отличающееся гибкостью.
Многожильный кабель (провод, шнур) — кабель (провод, шнур), в котором число жил более трех. Многожильный — применимо к кабелю, проводу, а многопроволочная — применимо к жиле, — это совершенно разные вещи. Кабель не может быть многопроволочным, многопроволочной может быть жила в кабеле или проводе.
Плоский кабель (провод) — кабель (провод) с поперечным сечением прямоугольной или близкой к ней формы, содержащий одну или несколько жил (групп), расположенных параллельно в один или несколько слоев.
Силовой кабель (бронекабель) — кабель для передачи электрической энергии токами промышленных частот.
Токопроводящая жила (жила) — элемент кабельного изделия, предназначенный для прохождения электрического тока. Может быть однопроволочной и многопроволочной.
Экранированная жила — изолированная жила, поверх которой имеется экран.
Электрический кабель (кабель) — кабельное изделие, содержащее одну или более изолированных жил (проводников), заключенных в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой, в зависимости от условий прокладки и эксплуатации, может иметься соответствующий защитный покров, в который может входить броня, и пригодное, в частности, для прокладки в земле и под водой.
Электрический провод (провод) — кабельное изделие, содержащее одну или несколько скрученных проволок или одну или более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься легкая неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка из волокнистых материалов или проволоки, и не предназначенное, как правило, для прокладки в земле.
Электрический шнур (шнур) — проводе изолированными жилами повышенной гибкости, служащий для соединения с подвижными устройствами.
А теперь о выборе материалов и сечений токопроводящих жил.
Выбор материала токопроводящих жил. Медь предпочтительнее алюминия. Она имеет большую проводимость и менее подвержена коррозии. К тому же по сравнению с медью алюминий непрочен и при нескольких изгибах может сломаться. Отрицательным свойством алюминия является и его быстрая окисляемость в случае соприкосновения с воздухом, результат — образование на поверхности тугоплавкой окисной пленки. Она плохо проводит электрический ток, а значит, препятствует созданию хорошего контакта. Место с плохим контактом будет греться, искрить, еще более окисляться, еще более греться и т. д., вплоть до пожара. Вам придется периодически проверять места крепления алюминиевых жил к электрическим приборам т. к. алюминий имеет низкий предел текучести. В результате этого алюминий выскальзывает из-под зажима («течет»), ослабляя контакт. Таким образом, алюминиевые провода, находящиеся в распределительных коробках и других устройствах, где для соединения используются зажимы, тоже требуют периодической проверки и поджатия.
Помимо этого при контакте алюминия с медью образуется гальваническая пара, в которой алюминий, подвергаясь электрокоррозии, разрушается, что ведет кдополни- тельному ухудшению соединения. О результатах этого явления я только что говорил.
Выбор сечения, расчет токопроводящих жил. Кабель или провод, используемый в быту, обычно состоит из 2—4 жил. Сечение (точнее, площадь поперечного сечения) жилы определяется ее диаметром. Напомню: площадь круга S = 0,78 d 2 , где d — диаметр круга. Исходя из практических соображений, при малых значениях силы тока сечение медной жилы берут не менее 1 мм 2 , а алюминиевой — 2 мм 2 . При достаточно больших токах сечение провода выбирают по подключаемой мощности. Обычно исходят из расчета, что нагрузка величиной 1 кВт требует 1,57 мм 2 сечения жилы. Отсюда следуют приближенные значения сечений провода, которых следует придерживаться при выборе его диаметра. Для алюминиевых проводов это 5 А на 1 мм 2 , для медных — 8 А на 1 мм 2 . Пример: если у вас стоит проточный водонагреватель на 5 кВт, то подключать его надо проводом, рассчитанным не менее чем на 25 А, и для медного провода сечение должно быть не менее 3,2 мм 2 . Учтите, из ряда предпочтительных величин сечений (0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6 мм 2 и т. д.) для алюминиевых проводов сечение выбирают на ступень выше, чем для медных, так как их проводимость составляет примерно 62% от проводимости медных. Например, если по расчетам для меди нужна величина сечения 2,5 мм 2 , то для алюминия следует брать 4 мм 2 , если же для меди нужно 4 мм 2 , то для алюминия — 6 мм 2 и т. д. А вообще кабель лучше выбирать большего поперечного сечения, чем требуется, — вдруг вы захотите подключить что-то еще? Кроме того, необходимо проверить, согласуется ли сечение проводов с максимальной фактической нагрузкой, а также с током защитных предохранителей или автоматического выключателя.
Еще один способ расчета сечения токопроводящих жил. Достаточное сечение провода рассчитывается так.
• Изначально надо знать максимальную нагрузку (кВт) всех ваших приборов, которые могут быть включены одновременно, но это не означает, что все, что у вас есть, непременно будет включено одновременно, вы же не можете и косить, и строгать, и сверлить, и т. д. одновременно.
• Далее мощность делите на напряжение (220 В) — получаете максимальный ток в амперах.
• Далее вы должны решить, какую проводку вы хотите сделать (указанные плотности тока — для медного провода): а) чтобы провода немного грелись (к примеру, до 60 град.), б) оставались совсем холодными при максимальной вашей нагрузке (вариант наибольшей электробезопасности).
Для первого варианта это плотность тока 10 ампер на мм 2 , для второго — 5 А/мм 2 .
• Теперь ваш максимальный ток делите на выбранную вами плотность тока — получается сечение провода в миллиметрах.
Таблица: выбор сечения токонесущей жилы по мощности и силе тока
Открытая проводка | Сечение , мм 2 | Скрытая проводка | ||||||||||
Алюминий | Медь | Алюминий | Медь | |||||||||
Ток , А | Мощность , кВт | Ток , А | Мощность , кВт | Ток , А | Мощность , кВт | Ток , А | Мощность , кВт | |||||
220 В | 380 В | 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |||||
11 | 2,4 | — | — | — | — | 0,5 | — | — | — | — | — | — |
15 | 3,3 | — | — | — | — | 0,75 | — | — | — | — | — | — |
17 | 3,7 | 6,4 | — | — | — | 1,0 | 14,0 | 3,0 | 5,3 | — | — | — |
23 | 5,0 | 8,7 | — | — | — | 1,5 | 15,0 | 3,3 | 5,7 | — | — | — |
26 | 5,7 | 9,8 | 21 | 4,6 | 7,9 | 2,0 | 19,0 | 4,1 | 7,2 | 14 | 3,0 | 5,3 |
30 | 6,6 | 11,0 | 24 | 5,2 | 9,1 | 2,5 | 21,0 | 4,6 | 7,9 | 16 | 3,5 | 6,0 |
41 | 9,0 | 15,0 | 32 | 7,0 | 12 | 4,0 | 27,0 | 5,9 | 10 | 21 | 4,6 | 7,9 |
50 | 11 | 19,0 | 39 | 8,5 | 14 | 6,0 | 34,0 | 7,4 | 12 | 26 | 5,7 | 9,8 |
80 | 17 | 30,0 | 60 | 13,0 | 22 | 10,0 | 50,0 | 11,0 | 19 | 38 | 8,3 | 14 |
100 | 22 | 38,0 | 75 | 16,0 | 28 | 16,0 | 80,0 | 17,0 | 30 | 55 | 12,0 | 20 |
140 | 30 | 53,0 | 105 | 23,0 | 39 | 25,0 | 100 | 22,0 | 38 | 65 | 14,0 | 24 |
170 | 37 | 64,0 | 130 | 28,0 | 49 | 35,0 | 135 | 29,0 | 51 | 75 | 16,0 | 28 |
• Диаметр провода через сечение вычисляется так: корень квадратный из 4 S /3,14159. Диаметр провода вам может пригодиться для того, чтобы вас не обманули и не подсунули провод меньшего или слишком завышенного сечения, что вы сможете просто проверить, померив штангенциркулем диаметр, в случае если жилы в проводе однопрово- лочные. Выше указанны плотности тока — для медного провода. Если провод алюминиевый, плотности тока будут соответственно в полтора раза меньше. Т. е. диаметр алюминиевого провода на тот же ток будет больше, чем медного.
Еще есть интересный момент: продаваемые провода часто оказываются чуть меньше заказанного сечения, например, вместо 2,5 мм 2 — 2,2 мм 2. Выбрать параметры проводов и кабелей помогут таблицы.
Таблица: допустимый длительный ток для гибких кабелей и проводов с резиновой изоляцией, А
Сечение , мм 2 | Одножильные | Двухжильные | Трехжильные |
0,5 | 12 | ||
0,75 | 16 | 14 | |
1,0 | 18 | 16 | |
1,5 | 23 | 20 | |
2,5 | 40 | 33 | 28 |
4 | 50 | 43 | 36 |
6 | 65 | 55 | 45 |
10 | 90 | 75 | 60 |
16 | 120 | 95 | 80 |
25 | 160 | 125 | 105 |
35 | 190 | 150 | 130 |
50 | 235 | 185 | 160 |
70 | 290 | 235 | 200 |
Таблица: допустимый длительный ток для кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 3 кВ, А
Сечение ТПЖ , мм 2 | Одножильные | Двухжильные | Трехжильные | |||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
Для кабелей с медными жилами | ||||||
1,5 | 29 | 32 | 24 | 33 | 21 | 26 |
2,5 | 40 | 42 | 33 | 44 | 28 | 37 |
4 | 53 | 54 | 44 | 56 | 37 | 48 |
6 | 67 | 67 | 56 | 71 | 49 | 58 |
10 | 91 | 89 | 75 | 94 | 66 | 77 |
16 | 121 | 116 | 101 | 123 | 87 | 100 |
25 | 160 | 148 | 134 | 157 | 115 | 130 |
35 | 197 | 178 | 166 | 190 | 141 | 158 |
50 | 247 | 217 | 208 | 230 | 177 | 192 |
70 | 318 | 265 | 226 | 237 | ||
95 | 386 | 314 | 274 | 280 | ||
120 | 450 | 358 | 321 | 321 |